以太環網

以太環網

以太環網(俗稱環網)是由一組IEEE 802.1兼容的乙太網節點組成的環形拓撲,每個節點通過基於802.3媒體訪問控制(MAC)的環連線埠與其他兩個節點相連,而乙太網MAC可以由其他服務層技術承載(如SDHVC、MPLS的乙太網偽線等),所有節點間能夠直接或者間接通信。

基本介紹

  • 中文名:以太環網
  • 外文名:Ethernet Ring;ethernet ring network
  • 俗稱:環網
  • 類型:環形拓撲
  • 指代:既指物理環形拓撲也指邏輯拓撲
定義,T-MPLS環網,典型套用,在城域網中的套用,在網咖行業中的套用,

定義

什麼叫環網?大部份人把“STP環網”簡稱“環網”。
什麼才是真正的環網?業內把“可實現無盤伺服器跨交換機聚合,可將多台設備虛擬成一台設備”的區域網路組網簡稱“軟堆疊網環或智慧型環網”。
同時,以太環網既指物理環形拓撲也指邏輯拓撲,其中業務流量完全基於IEEE 802.1規範的轉發規則轉發,支持點到點(E-Line)、多點到多點(E-LAN)和點到多點(E-Tree)等乙太網業務,包括乙太網專線(EPL)和乙太網虛擬專線(EVPL),支持各種模式的通信,包括單播多播和廣播,能夠防止數據的失序和重複。而針對環網互連,乙太網環網能夠通過3種模式進行互連:共享的節點、由兩個共享節點組成的鏈路、由以太環網重疊而成的多環/層網路。業務能夠經過互連的環網實現端到端的傳送。

T-MPLS環網

多協定標記交換(MPLS)技術基於標籤進行交換,同時可以支持數據業務的傳送,T-MPLS技術就是在繼承MPLS數據特徵基礎上,實現電信級需求的統一多業務傳送技術。基於T-MPLS技術的環狀網路,又稱為TM-SPRing(即T-MPLS共享保護環)。T-MPLS環網保護技術就是在TM-SPRing中對業務進行快速保護的技術。
T-MPLS環網是通過邏輯結構映射方式構建的T-MPLS LSP傳送環網。在TM-SPRing中,各節點間建立邏輯相鄰關係,相應的連線關係的建立不受物理設備、MAC拓撲的限制。相鄰節點之間的連線稱為區段,在T-MPLS環網中,區段為雙向連線,可以為物理的鏈路,也可以是邏輯上的連線。環網節點間的用於傳送業務的傳送通道實體由基於T-MPLS一組標記交換通道(LSP)實現,萬兆環網就是採用這一保護環,環網承載實體為一條或多條LSP構成的雙環結構,兩個環的業務流向相反,可分為順時針方向和逆時針方向,實現雙向10個G的吞吐量,以具體業務方向為標準,也可分為工作環(工作業務方向)和保護環(工作業務反方向)。每個環可以根據業務數量需要,建立多條LSP,為不同業務流分配不同的LSP。TM-SPRing的保護是針對相鄰節點區段,業務的保護倒換與否是按區段的信號質量優劣而定。
以太環網
為了防止相鄰節點區段失效,在發生故障的情況下,需要確定完善的保護機制,以實現對故障的快速保護,可採用兩種保護機制:源路由(Steering)方式和環回(Wrapping)方式。前者就是源節點在發現故障後改變路徑,繞過故障節點,直接將數據流傳送到目的節點;而後者則是靠近故障的節點將數據流環回到另一個環上,通過長路徑,允許數據流維持與目的節點之間的連線。兩者最大的不同在於故障發生後,發起數據流重定向的節點不同。前者是傳送數據流的源節點,而後者則是靠近故障的鄰節點。環回方式的保護倒換啟動時間短,相應的丟包較少,但是倒換的保護路徑不是最最佳化路由;源路由方式的保護路徑是最最佳化路由,但是保護倒換啟動時間較長,相應的丟包較多。
T-MPLS SPRing中,自動保護倒換(APS)信息借鑑SDH中的快速保護倒換技術來實現故障檢測及保護倒換。在正常情況下,一個無故障的節點向其相鄰節點報告正常的狀態,目的節點是相鄰節點;在故障情況下,故障發現節點會雙向發起合適的橋接請求,對環回模式是為了在倒換的首末節點間傳遞信息,對源路由模式是在全網傳遞故障區段信息。APS信息的源節點是故障發現節點,目的節點是其相鄰節點,即故障區段的另一節點。任何非目的節點對APS信息採取透明的傳輸。在故障區段失效的情況下,源目的節點間APS信息將遍歷環上所有節點。各節點處理APS信息並在相應節點進行倒換動作,實現對環網上業務的保護。

典型套用

在城域網中的套用

城域網中傳送網主要採用環網架構。環形網路拓撲在層次化組網、節省線路資源(比如光纖、Cable等)、提供靈活快速的保護、簡化組網拓撲和簡化網路管理等方面具有線形和星形方式不具有的優點。但是,它必須給數據通道提供快速的故障恢復能力,其中最關鍵的就是小於50 ms的保護倒換能力。
各種電信級乙太網技術在組網時,大多支持環形組網,各種技術大同小異。物理上都是環形網路拓撲,而邏輯上是鏈形或樹形拓撲;環上節點數與設備性能、業務流量、傳輸距離相關,理論上沒有限制。現有各種環網技術方案大都基於ITU-T G.8032標準根據RPR技術或者ERP技術擴展而來的,比如,MSR、ZESR、E-SPRing等,主要差異在於不同的故障檢測和擁塞點的靈活選取,可以提高故障檢測時間和網路頻寬利用率。而隨著T-MPLS技術的不斷成熟和完善,T-MPLS網路的廣泛配置,針對T-MPLS的TM-SPRing技術也將逐漸被運營商採用,來達到電信級乙太網的可靠性以及可管理性要求。

在網咖行業中的套用

隨著網咖行業的發展,網路快速、高效、安全、穩定已成為網咖業主以及廣大網民的首要選擇,特別是萬兆環網的問世,得到廣大網咖業主的認可與支持。在網咖行業中乙太網主要體現如下幾個特點:
扁平化組網結構 所有網路儘量減少網路層次,提升數據轉發性能;最大限度提升無盤客戶機到無盤伺服器的讀取 速度;
解決匯聚層網路瓶頸提升主交換與分交換之間的頻寬,但2G匯聚仍然不能從根本上解決匯聚層的網路瓶頸,特別是全win7的網咖;10G組網連線,完全滿足48台客戶機與無盤伺服器、電影、更新、路由通信頻寬需求,徹底打開匯聚層網路瓶頸;
強大的網路故障自愈能力 鏈路聚合、生成樹、EAPS、RPR、MPLS乙太網、PBT等,網路保護能力是網路的自愈特性。環網協定利用斷路告警、環監測、環恢復三種機制來對協定進行維護。在網咖行業中傳統二層架構網咖都是單一核心交換機,當主交換出現故障時,將導致所有客戶機、伺服器通信中斷,影響整個網咖正常運作;“優肯”萬兆環網方案所有交換機在邏輯上均為主交換,其中任何一台故障,環網保護協定均能將數據倒換到備用鏈路,保障網路正常運行。並在用戶感知不到的情況下,系統通過雙向實時檢測,自動保護倒換,使用簡單方便,為網咖正常運行保駕護航
網路數據負載均衡 由於無盤伺服器在邏輯鏈路上是均勻分布在整個萬兆主幹環網中,網路運營時的數據負載壓力是非常均衡的;
解決主幹單點故障傳統萬兆網咖都是單一萬兆交換機,一旦主交換出現故障,將導致所有無盤客戶機、無盤伺服器通信中斷,影響整個網咖正常運作;所有交換機均為主交換,其中任何一台故障,環網協定均能將數據倒換到備用鏈路,保障網路正常運行。而且在用戶感知不到的情況下,系統通過雙向實時檢測,自動保護倒換,使用簡單方便;
組網規模靈活擴展 傳統網咖,可擴展性比較差,如根據網咖發展需增加規模,購置更多的客戶機,但由於主交換連線埠限制,會制約連線的分交換數量、以及無盤客戶機的數量,網咖增加規模改造難度比較大;優勢在於任何時候擴展網咖規模,只需在任何節點增加一台即可完成擴容,操作簡單,不會改變其他網路結構;

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